Фрикционные материалы - назначение, виды, преимущества и недостатки

Фрикция -  это сила, противодействующая движению.

Фрикционные материалы – это материалы, которые обеспечивают нормальное функционирование деталей в условиях повышенного трения и скольжения. Они поглощают механическую энергию, рассеивая ее после в окружающую среду.

Фрикционные материалы используют в транспортной промышленности (автомобильной, авиационной, железнодорожной), при создании прессов.

Характеристика материалов

Основные показатели элементов:

• Высокая теплостойкость;
• Низкая способность к адгезии;
• Высокая теплопроводность;
• Стойкость к тепловому удару;
• Стабильный и высокий коэффициент трения;
• Неподверженность механическим воздействиям;
• Коррозийная стойкость.

Виды

Рисунок - виды фрикционных материалов

В промышленности различают 5 групп фрикционных материалов:

1. Металлические, или феродо. В качестве используют чугун, сталь, железо, медь. Применяют в различных механизмах.
   К примеру, для тормозных колодок, чугун применяют в железнодорожных системах, так как он не коробится. Но при повышении температуры выше 4000С резко теряет свои качества.
2. Неметаллические, или органические. В основе материалов смола, каучук, дерево, войлок, пробка.
   Коэффициент трения сохраняется до 2200С. При добавлении смолы значительно повышается износоустойчивость.
   В сравнении с другими материалами характеризуются меньшим коэффициентом трения.
3. Для узлов и тормозных механизмов, работающих при повышенных нагрузках, используют фрикционные материалы на основе пластмассы, в частности, ретинакс.
   В состав входят асбест, барит, фенолформальдегидная смола и другие компоненты, благодаря чему он сохраняет свои эксплуатационные качества даже при нагреве до 10000С.
4. Асбестовые материалы получают из асбестовой ткани, которую пропитывают резиной, асфальтом или бакелитом, после чего спрессовывают.
5. Спеченные. У таких фрикционных материалов обычно стальная основа, которую сваркой спекают с другими компонентами. В результате одни материалы обеспечивают стабильность и адгезию, а вторые – износоустойчивость оптимальный коэффициент трения.
   Применяют в тормозных системах и тяжело нагруженных муфтах. Выпускают в виде накладок и пластин.

Формы и размеры

Рисунок - формы и размеры фрикционных изделий

В зависимости от формы и размеров выделяют фрикционные пластины, диски и вкладыши:

1. Пластины. Изделие прямоугольной формы, толщина до 20 мм, размер 500х500мм.
   Применяют целиком или вырезанные детали. В механизмах выступают в качестве прокладки между деталями, которые подвержены физическим нагрузкам, обеспечивая взаимодействие и предотвращая износ.
   Устанавливают в транспортных средствах, соединительных узлах, кузнечно-прессовом оборудовании, подъемных кранах.
2. Диски. Фрикцион – это элемент сцепления в автоматической коробке передач.
   Выпускают металлические и мягкие диски.
3. Вкладыши. Применяют в ковочном и кузнечно-прессовом оборудовании, тормозных узлах, лебедках, гильотинных ножницах, судостроительной промышленности для сохранности оборудования.
   Производят из ретинакса, пресс-композиции

Преимущества и недостатки

Фрикционные материалы обладают следующими достоинствами:

• Множество разновидностей, что позволяет подобрать подходящий тип для различных условий эксплуатации;
• Высокий показатель износостойкости, благодаря чему элементы практически не подвержены поломкам;
• Высокая теплостойкость;
• Почти полное отсутствие адгезии;
• Противостоят тепловым ударам;
• Устойчивость к коррозии и агрессивным средам.

К минусам фрикционных материалов относят:

• Обязательное использование прижимной конструкции, что облегчает работу системы, но усложняет конструкцию;
• Возможное буксование, которое приводит в дальнейшем к адгезии, из-за чего надо периодически осматривать систему;
• Вынужденная установка усиленных опор и подшипников, что уменьшает мощность приспособления.

Фрикционные материалы в зависимости от условий эксплуатации используют для работы в масляной ванне (в АКПП) или при сухом трении (в механических прессах).